Linux进程间通信

一、概念
进程间的通讯：是指在不同进程之间传播或交换信息，即A进程将“hello world”传递给B进程。
二、进程间的通讯方式
1、管道
管道实现的原理：通过在内存上开辟一块全新的空间。A、B进程都通过文件描述符操作这块空间，以完成数据交互的功能。

1.1、无名管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向 流动，而且只能在具有父子进程间使用，不可以在任意两个进程间传递数据。

1.1.1其原理：父子进程间文件描述符共享；所以，fork之间创建、打开无名管道。 1.1.2、创建并打开：int pipe(int fd[2]);fd[0]   //读端fd[1]   //写端1.1.3、操作读数据：read写数据：write关闭： close1.1.4、操作特点：要在父子进程中分别关闭一个读文件描述符，一个写文件描述符。   

1.2、有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

1.2.1、特性：有名字的管道，可以在任意两个进程间传递数据。 管道文件，仅仅是目录树中一个标示，并不在磁盘上占据 空间。1.2.2、创建：mkfifo命令 mkfifo();函数。1.2.3、使用：打开（open）、读取数据（read）、写数据（write）、关闭（close）。1.2.4、管道文件操作特点：  a）如果一个进程以只写打开管道，但是没有以只读或者读写打开这个管道的进程，则打开操作会堵塞，直到有进程以读或读写打开，open才会返回。  b）如果一个进程以只读打开管道，但是没有以只写或者读写打开这个管道的进程，则打开操作会堵塞，直到有进程以写或读写打开，open才会返回。  c）当写端没有写入数据时，读端会阻塞到read调用，直到写端写入数据或者写端关闭。  d）当管道没有空间时，再写入数据时就会阻塞， 直到有进程读取数据或者所有读端关闭。                   

2、信号量：是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

2.1基本概念：

临界资源： 同一时刻只能被一个进程访问的资源。临界区： 操作临界资源的代码区域原子操作： 不能被中断的操作， 操作一旦开始执行， 就必须执行结束， 中途不能被任何原因打断。

2.2 作用：

 进程同步执行： 一个进程的执行需要另一个进程提供一定的条件，进程异步执行：信号量就是完成进程同步控制的！

2.3 内核对象和键值对

内核对象： 系统内核中， 创建、 控制、 销毁的一个对象（变量）键值对： key--val

2.4 信号量的操作：

创建或者获取： semget();初始化： semctl();P 操作： semop(); 当信号量值<=0 时， 会阻塞运行V 操作： semop();删除： semctl();封装信号的操作： sem_get(); 获取信号量sem_p()； -1 操作sem_v(); +1 操作sem_del(); 删除操作2.5 信号量的命令操作查看： ipcs -s删除： ipcrm -s id  

3、消息队列： 在内核中创建一个键值对， 用来维护消息队列的属性信息，发送带有类型的数据， 进程可以仅仅获取特定类型的数据。 获取指定类型的数据的时候， 采用队列的特点： 先进先出。
4、共享内存：就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
5、套接字( socket ) ： 套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
三、代码
1、有名管道通讯实现代码

//写入数据#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#include<assert.h>#include<fcntl.h>void main(){    int fd=open("./FIFO",O_WRONLY);    assert(fd!=-1);    printf("FIFO open success\n");    write(fd,"hello world",strlen("hello world"));    printf("write success\n");    close(fd);}

//读取数据#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#include<assert.h>#include<fcntl.h>void main(){    int fd=open("./FIFO",O_RDONLY);    assert(fd!=-1);    printf("FIFO open success\n");    read(fd,buff,127);    printf("read success\n",buff);    close(fd);}

2、信号量实现代码

//sem.h#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <assert.h>#include <sys/sem.h>#include <fcntl.h>int semid;union semun{    int val;};void sem_get(int key, int val);void sem_p();void sem_v();void sem_del();

#include "sem.h"#include<sys/shm.h>void main(){    int val=1;    sem_get((key_t)1234,&val,1);    int shmid=shmget((key_t)4321,128,0666|IPC_CREAT);    assert(shmid!=-1);    char *ptr=NULL;    prt=shmat(shmid,ptr,0);    while(1)    {        sem_p(0);        printf("input data: ");        fflush(ptr,0,128);        memset(prt,128,stdin);        ptr[strlen(ptr)-1]=0;        sym_v(0);    }}

3、消息队列实现代码

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<assert.h>#include<unistd.h>#include<sys/msg.h>struct mymsg{    long type;    char data[128];};void main(){    int msgid=msgget((key_t)1234,0666|IPC_CREAT);    struct mymsg data;    data.type=1000;    strcpy(data.buff,"hello");    msgsnd(msgid,(void*)data,strlen(data.buff),0);    printf("read buff:%s\n",data.buff);}